Aan de hand van de diverse belastingsvormen kunnen de diverse spanningsvormen berekend worden. Een onderdeel kan dus diverse spanningen ondervinden. Het doel van al deze berekeningen is om uit te vinden of een onderdeel deze belastingen wel kan hebben. Aan de hand van de vergelijkspanning kan daarover een uitspraak gemaakt worden.
De resulterende spanningen
Het eerste wat nodig is zijn resulterende spanningen. Er zijn 2 resulterende spanningen:
- De som van de schuifspanningen veroorzaakt door torsie en dwarskracht
- De som van de normaalspanningen veroorzaakt door trek/druk en het buigend moment
Het zijn deze spanningen die ingevuld moeten worden in de formules. Het spreekt voor zich dat voor elke spanning de maximale waarde ingevuld moet worden.
Wanneer welke spanning
Welke spanning berekend moet worden hangt af van het belaste materiaal. Als het materiaal taai is, dan moet de vergelijkspanning berekend worden met de bovenste formule, zo niet dan met de onderste.
Een uitspraak doen over de sterkte
Het uiteindelijke doel van sterkteleer is een uitspraak doen over een onderdeel of deze een bepaalde belasting kan weerstaan. Een onderdeel kan een bepaalde belasting weerstaan als de berekende vergelijkspanning onder een bepaalde toelaatbare spanning komt. Deze toelaatbare spanning wordt bepaald aan de hand van de trekproeven. Nu zijn er voor deze toelaatbare spanning 2 mogelijkheden:
- De toelaatbare spanning is gelijk aan de treksterkte. Dit houdt echter wel in dat als deze spanning uitgeoefend wordt het onderdeel blijvend vervormt, wat er dus voor zorgt dat na elke belasting het onderdeel vervangen moet worden. Er is echter geen breuk.In het engels heet deze spanning ook wel de Ultimate Strength.
- De toelaatbare spanning is gelijk aan de spanning die voor een 0,2% blijvende rek (heet ook wel Re) zorgt. In het engels heet dit ook wel de Yield Strength. Als een onderdeel zo ontworpen wordt dat de vergelijkspanning niet meer wordt dan deze toelaatbare spanning kan het onderdeel vaker belast worden. Deze keuze wordt dan ook vrijwel altijd gemaakt
De veiligheidsfactor
Het is gangbaar om met een veiligheidsfactor te werken. Bij onderdelen die statisch belast worden is de veiligheidsfactor bijvoorbeeld vaak 1,5. In deze situatie mag de vergelijkspanning bijvoorbeeld dan ook niet meer zijn dan Re/1,5.
|